NL9002599A - Probesamenstellen voor gebruik in boorgaten. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Probesamenstellen voor gébruik in boorgaten

De uitvinding heeft betrekking op probesamenstellen voor gebruik in boorgaten onder sterke trilling- of schokomstandigheden, zoals zij ondervonden worden binnen een zich op de bodem van het boorgat bevindend samenstel van een roterende boorserie tijdens het boren.

Tijdens het meten-bij-boren (MWD) in een boorgat zijn één of meer meetprobes geplaatst binnen het zwaarstanggedeelte van de boorserie dicht bij de boorkop en er bestaat een risico, dat dergelijke meetprobes te lijden zullen hébben aan schade of dat de uitgevoerde metingen aangetast zullen worden door de hoge niveaus van trilling of schok waaraan de in gébruik zijnde probes onderhevig zijn.

Een vorm van een toegepaste prcbe is de gammastraal-detectorpro-be, welke de gammastraling, ontvangen van de radio-actieve elementen in de door het géhoorde boorgat gepenetreerde bodemformaties, met het doel een plot te produceren van de gammastraling tegen de diepte voor gébruik bij bodemformatie-analyses. Dergelijke gammastraal-detector-probes bevatten in het algemeen een scintillatieteller met een gamma-straal-scintillatorkristal en een met een van bijvoorbeeld silicone-vet gevormd optisch tussenelement verbonden fotovermenigvuldigerbuis. De betrouwbaarheid van het optische tussenelement tussen het kristal en de fotovermenigvuldigerbuis kan beïnvloed worden door trillingen en dit kan de juiste werking van de scintillatieteller serieus aantasten.

US Octrooien 4.004.151, 4.158.773, 4.383.175 en 4.764.677 beschrijven verschillende vormen van scintillatietellers, welke een inrichting voor het beschermen van de teller tegen externe trillingen bevatten. Echter in geen van deze inrichtingen is de bescherming tegen trillingen voldoende effectief voor het betrouwbaar overwinnen van de invloeden van extreme trillingen in het boorgat.

Het is een doel van de uitvinding de montage van een scintillatieteller of andere trillingsgevoelige inwendige eenheid van een pro-besamenstel voor gébruik in een boorgat te verbeteren om de eenheid tegen de invloeden van trillingen te beschermen.

Volgens de uitvinding wordt een probesamenstel voor gébruik in een boorgat onder hevige trilling- of schokomstandigheden verschaft, bevattende een trillingsgevoelige inwendige eenheid met een cilindrisch buitenoppervlak, een buitenbehuizing net een cilindrisch bin-nenoppervlak waarbinnen de inwendige eenheid qpgenomen is en een tussenliggende trilling-dempende tussen de binnen- en buitenoppervlakken uitstrékkende samengestelde bus, welke twee in elkaar passende co-axi-ale busdelen heeft en bestaat uit een van cpeningen voorzien busdeel, vervaardigd van een relatief star materiaal, en een verder busdeel, vervaardigd van een relatief veerkrachtig materiaal met delen, die zich door cpeningen in het van openingen voorziene busdeel uitstrekken, waardoor delen van het verdere busdeel aangrijpen op het binnencppervlak en verdere delen van het verdere busdeel aangrijpen op het buitenoppervlak, om de inwendige eenheid binnen de buitenbehuizing te ondersteunen.

Bij voorkeur past het verdere busdeel zodanig in het van openingen voorziene busdeel, dat inwendige delen van het verdere busdeel aangrijpen qp het buitenoppervlak van de inwendige eenheid en uitwendige delen van het verdere busdeel zich uitstrekken door openingen in het van cpeningen voorziene busdeel en aangrijpen op het binnenopper-vlak van de buitenbehuizing.

In een voorkeursuitvoeringsvorm heeft het van openingen voorziene busdeel een cilindrische wand met een groot aantal rond de ontrek van de wand regelmatig aangebrachte axiale sleuven en heeft het verdere busdeel een in het algemeen cilindrische wand met axiale ribben, welke door de sleuven steken.

In dit opzicht zal de bus gewoonlijk een in het algemeen cirkelvormige dwarsdoorsnede hébben, hoewel bussen met andere dwarsdoorsneden, bijv. hexagonaal, driehoekig of rechthoekig, ook verondersteld worden binnen de ontvang van de uitvinding te vallen, in het bijzonder wanneer de cilindrische binnen- en buiten oppervlakken van de buitenbehuizing en de inwendige eenheid dwarsdoorsneden hébben, welke anders zijn dan cirkelvormig.

Verder kan het verdere busdeel gedeelten van zijn wand hebben, die in dwarsdoorsnede gebogen zijn voor het vormen van de axiale ribben en kan in gedeelten van zijn wand langgerekte uitsparingen hebben tussen de axiale ribben, zodanig dat de randen van de uitsparingen aangrijpen op toegekeerde wandgedeelten van het van cpeningen voorziene busdeel. Het verdere busdeel kan vervaardigd zijn van elastomeer materiaal. Deze kenmerken verhogen het vermogen van het verdere busdeel tot het dempen van externe trillingen, terwijl zij thermische expansie van het verdere busdeel mogelijk maakt.

Bovendien kan de inwendige eenheid onderhevig zijn aan axiale belasting cp zijn uiteinden door op de uiteinden van de bus aangebrachte einddéksels.

Verder kan de bus veerkrachtig ondersteund worden binnen de bui-tenbehuizing door middel van instelmiddelen, die axiaal werken tussen elk einde van de bus en een respectieve aangrenzende eindwand van de bintenbehuizing.

De einddéksels kunnen voorzien zijn van axiale uitsteeksels, welke zich uitstrekken in axiale boringen in de eindwanden van de buitenbehuizing voor het geleiden van de uiteinden van de bias, en de in-stelmiddelen kunnen gevormd worden door, de axiale uitsteeksels omringende drukveren. Tenminste één van de einddéksels kan ook voorzien zijn van een boring voor het naar de inwendige eenheid doorlaten van electrische leidingen.

In één toepassing bevat de inwendige eenheid een cilindrisch gammastraal-scintillatorkristal en een cilindrische fotovermenigvul-digerbuis, welke met hun aangrenzende einden, gescheiden door een elastomeer optisch tussenelement, staart aan staart geplaatst zijn. De montageinrichting verschaft zowel een laterale als een axiale isolatie voor de inwendige eenheid tegen externe trillingen, in het bijzonder voor het gevoelige optische tussenelement.

Hierna zal voor een beter begrip van de uitvinding, bij wijze van voorbeeld, een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding beschreven worden met verwijzing naar de bijbehorende tekeningen.

Fig. 1 is een doorsnede door twee eindgedeelten van een een gam-mastraal-detector bevattend probesamenstel voor gébruik in een boorgat; fig. 2 is een zijaanzicht van de trillingdempende bus van het de detector bevattende samenstel; fig. 3 is een axiale doorsnede langs de lijn III-III in fig. 2 en; fig. 4 is een dwarsdoorsnede langs de lijn IV-IV in fig. 2.

Verwezen wordt naar fig. 1, waarin de prcbe 1 een buitenbehuizing 2 heeft met een tussen een veo±>indingskop 4 en een electrcmagne-tisch afschermlichaam 5 uitstrékkende cilindrische wand 3. De verbin-dingskop 4 heeft een axiale boring 6, waarin electrische leidingen 7 Iepen, die steken door een zijopening 8. De buitenbehuizing 2 neemt een trillingsgevoelige inwendige eenheid cp binnen een trilling dempende samengestelde bus 9 met van axiale uitsteeksels 11 voorziene einddéksels 10, waarbij de uitsteeksels 11 opgenomen worden in cilindrische uitsparingen 12 respectievelijk in de verbindingskop 4 en het afschermlichaam 5. De axiale uitsteeksels 11 worden omringd door druk-veren 13, waarvan de functie hieronder beschreven zal worden.

Fig. 2 toont de uit de buiteribéhuizing 2 verwijderde trilling- dempende samengestelde bas 9, waarbinnen de inwendige eenheid opgeno-men is.

Fig. 3, welke een doorsnede langs de lijn III-III in fig. 2 is, toont de inwendige eenheid 14, welke voorzien is van een door de bus 9 omringd cilindrisch buitenoppervlak en welke bestaat uit een cilindrisch natrium jodide scintillatorkristal 15 en een cilindrische foto-vermenigvuldigerbuis 16, die met hun aangrenzende uiteinden, gescheiden door een isolerend optisch tussenelement in de vorm van een sili-conerubber schijf 17, staart aan staart geplaatst zijn.

De componenten 15, 16 en 17 van de inwendige eenheid 14 worden axiaal voorbelast tussen de einddeksels 10 door middel van de tussenvoeging van vulstukken 18 van de vereiste dikte, waarbij de rubber-schijf 17 enige veerkracht in de montage van deze componenten verschaft. De einddeksels 10 worden verder onbeweeglijk en afdichtend vastgehouden cp de uiteinden van de bus 9 op een békende wijze en zijn voorzien van axiale boringen 19 voor het doorlaten van electrische leidingen. Bovendien zijn aftakboringen 20 voorzien in de einddeksels 10 voor een uit de volgende beschrijving blijkend doel. Een soldeer-huls 21 steekt door de vulstukken 18 voor de draadverbinding met het kristal 15.

In fig. 4 wordt de trilling-dempende samengestelde bus 9 in dwarsdoorsnede weergegeven en bevat een van openingen voorzien metalen busdeel 25 en een bijvoorbeeld van rubber vervaardigde elastomeer bus-deel 26. Het metalen busdeel 25 is uitgevoerd met 5 axiale sleuven 27 en ook twee verdere axiale sleuven 28, welke voorzien zijn voor de doorlaat van tussen de axiale boringen 19 van de einddeksels 10 via de aftakboringen 20 lopende bedrading.

Zoals te zien is in fig. 4, zijn de vijf axiale sleuven 27 regelmatig over de onttrek van de cilindrische wand van het metalen busdeel 25 verdeeld en worden verschaft voor het opnemen van corresponderende, cp het in het algemeen cilindrische elastcmere busdeel 26 voorziene axiale ribben 29. De axiale ribben 29 worden gevormd door naar buiten gebogen delen 30 van de wand van het elastomere busdeel 26, welke door de axiale sleuven 27 steken om aan te grijpen op het cilindrische binnenoppervlak van de buitenbehuizingswand 3, wanneer de samengestelde bus 9 aangebracht wordt in de buitenbehuizing 2.

Verder is het elastcmere busdeel 26 voorzien van 5 langgerekte uitsparingen 31 in de gedeelten van de busdeelwand gelegen tussen de axiale ribben 29, zodat de uitsparingen 31 naar de binnenwand van het metalen busdeel 25 toegekeerd zijn en zodanig dat de landen 32 van de uitsparingen 31 aangrijpen (¾) de toegekeerde wandgedeelten van het metalen busdeel 25. De gebogen wanddelen 30 van het elastamere busdeel 26 vormen ook axiale groeven 33 in het binnenoppervlak van het busdeel 26 en definiëren tussen de groeven 33 axiale oppervlakken 34 voor aan-grijping op het cilindrische buitenoppervlak van de inwendige eenheid 14.

Aldus verschaft de trilling-denpende bus 9 een dwarsisolatie van de inwendige eenheid 14 met betrekking tot cp de buitenbehuizing 2 uitgeoefende externe trillingen, bij wijze van het feit, dat de axiale oppervlakken 34 van het elastamere busdeel 26 aangrijpen op het buitenoppervlak van de inwendige eenheid 14 en de axiale ribben 29 van het busdeel 26 aangrijpen op het binnenoppervlak van de buitenbehuizing 2. De vorm van het elastamere busdeel 26 is uitgevoerd voor het versterken van het vermogen van de bus 9 cm externe trillingen te dempen, terwijl het thermische expansie van het busdeel 26 als gevolg van de in het boorgat ondervonden hoge temperaturen mogelijk maakt. Het metalen busdeel 25 zorgt verder voor het in stand houden van de structuurvorm van het elastamere busdeel 26, terwijl het (¾) geen enkele wijze afbreuk doet aan de trilling-denpende eigenschappen van de samengestelde bus 9.

Verschillende wijzigingen van de vorm van de trilling-denpende samengestelde bus 9 worden beoogd binnen de ontvang van de uitvinding te vallen. Het aantal en de axiale lengte van de axiale ribben 29 kunnen bijvoorbeeld gevarieerd worden. Het metalen busdeel kan ook binnen het elastamere busdeel vallen, in welk geval een voorziening getroffen dient te worden voor gedeelten van het elastamere busdeel om naar binnen toe door sleuven in het metalen busdeel te steken.

Zoals eerder vermeld, worden axiale sleuven 28 voorzien in het metalen busdeel 25 voor de doorlaat van in fig. 4 met 35 aangeduide bedrading. Zoals te zien is in fig. 1 is een axiale boring 36 verschaft in het afschermlichaam 5 voor de doorlaat van een dergelijke bedrading en bedrading afkomstig van de fotovermenigvuldigerbuis naar bijbehorende electronische verwerkingsschakelingen (niet weergegeven).

Bovendien wordt axiale isolatie van de inwendige eenheid 14 met betrekking tot cp de buitenbehuizing 2 uitgeoefende trillingen verschaft bij wijze van het feit, dat de axiale uitsteeksels 11 van de einddeksels 10 een losse passing in de uitsparingen 12 vormen en bij wijze van de tussen de verbindingsfcop 4 en het einddeksel 10 aan één einde van de inwendige eenheid 14 en tussen het afschermlichaam 5 en de einddeksel 10 aan het andere einde van de inwendige eenheid 14 werkende drukveren 13. De combinatie van laterale en axiale isolatie ten opzichte van trillingen waarborgt dat de inwendige eenheid 14, en in het bijzonder de gevoelige optische tussenlaag tussen het kristal 15 en de fotovermenigvuldigerbuis 16, goed beveiligd is tegen de invloeden van externe trillingen.

Tenslotte wordt beoogd, dat een aan de hierboven beschreven inrichting soortgelijke trilling-dempende inrichting gébruikt kan wor-i den voor het beschermen van andere typen van inwendige eenheid, zoals Geiger-Müller tellers en andere vormen van in boorgaten gébruikte meetomzetters, alsmede gevoelige electronische schakelingen.

Claims (10)

1. Probesamenstel voor gébruik in een boorgat onder hoge trilling-of schokcmstandigheden, bevattende een trillingsgevoelige inwendige eenheid (14) met een cilindrisch buitenoppervlak, een buitenbehuizing (2) met een cilindrisch binnenoppervlak waarbinnen de inwendige eenheid (14) cpgencmen is en een tussenliggende triUing-dempende tussen de binnen- en bidtencppervlaKken uitstrekkende bus (9), met het kenmerk, dat de trilling·-dempende bus (9) een samengestelde bus is met twee in elkaar passende co-axiale busdelen (25,26) en die bestaat uit een van qpeningen voorzien busdeel (25), vervaardigd van een relatief star materiaal, en een verder busdeel (26), vervaardigd van een relatief veerkrachtig materiaal met delen (29), die zich door openingen (27) in het van openingen voorziene busdeel (25) uitstrekken, waardoor delen van het verdere busdeel (26) aangrijpen op het binnenoppervlak en verdere delen van het verdere busdeel (26) aangrijpen qp het buitenoppervlak, cm de inwendige eenheid (14) binnen de buitenbehuizing (2) te ondersteunen.

2. Samenstel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verdere busdeel (26) zodanig in het van openingen voorziene busdeel (25) past, dat inwendige delen (34) van het verdere busdeel (26) aangrijpen op het buitenoppervlak van de inwendige eenheid (14) en uitwendige delen (29) van het verdere busdeel (26) zich uitstrekken door cpeningen (27) in het van cpeningen voorziene busdeel (25) en aangrijpen op het binnenoppervlak van de buitenbehuizing (2).

3. Samenstel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het van openingen voorziene busdeel (25) een cilindrische wand heeft met een groot aantal rond de ontrek van de wand regelmatig aangebrachte axiale sleuven (27) en het verdere busdeel (26) een in het algemeen cilindrische wand heeft met axiale ribben (29), welke door de sleuven (27) steken.

4. Samenstel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het verdere busdeel (26) wanddelen (30) heeft, welke in dwarsdoorsnede gezien gebogen zijn voor het vormen van de axiale ribben (29).

5. Samenstel volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het verdere busdeel (26) langgerekte uitsparingen (31) heeft in delen van zijn wand gelegen tussen de axiale ribben (29,30) zodat de randen (32) van de uitsparingen (31) aangrijpen op tegenoverliggende wandgedeelten van het van cpeningen voorziene busdeel (25).

6. Samenstel volgens elk van de voorgaande conclusies, met het ken- merk, dat het verdere busdeel (26) vervaardigd is van een elastomeer materiaal.

7. Samenstel volgens elk der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inwendige eenheid (14) onderhevig is aan axiale belasting aan zijn einden door middel van einddeksels (10) op de einden van de bus (9).

8. Samenstel volgens elk der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de bus (9) veerkrachtig ondersteund wordt binnen de buitenbehuizing (2) door middel van tussen elk einde van de bus (9) en een respectieve aangrenzende eindwand van de buitenbehuizing (2) axiaal werkende instelmiddelen (13).

9. Samenstel volgens conclusies 7 en 8, met het kenmerk, dat de einddeksels (10) voorzien zijn van axiale uitsteeksels (11), welke zich uitstrekken in axiale boringen (12) in de eindwanden van de buitenbehuizing (2) voor het ondersteunen van de einden van de bus (9) en de instelmiddelen gevormd worden door de axiale uitsteeksels (ll) omringende drukveren (13).

10. Samenstel volgens de voorgaande conclusies, roet het kenmerk, dat de inwendige eenheid (14) een cilindrische garamastraal-scintillato-kristal (15) en een cilindrische fotovermenigvuldigerbuis (16) bevat, welke met hun aangrenzende einden, gescheiden door een elastomeer optisch tussenelement (17), staart aan staart geplaatst zijn.